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公開番号2024104162
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-02
出願番号2023008249
出願日2023-01-23
発明の名称貯湯式給湯機
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人加藤国際特許事務所
主分類F24H 4/02 20220101AFI20240726BHJP(加熱;レンジ;換気)
要約【課題】貯湯タンクに戻る追焚戻り湯による貯湯タンク内の蓄熱量減少を抑制し、追焚戻り湯の熱量を有効に用いることにより、湯切れが起こりにくい貯湯式給湯機を提供する。
【解決手段】湯を貯留する貯湯タンク8と、浴槽30内の浴槽水と貯湯タンク8の上部から取り出した湯との熱交換を行い、浴槽水を加熱する熱交換器20と、熱交換器20から貯湯タンク8に戻る追焚戻り湯を貯湯タンク8の上部に戻す上部戻し流路と、追焚戻り湯を貯湯タンク8の下部に戻す下部戻し流路と、設定されたふろ設定温度に補正値を加えたふろ往き目標温度を設定し、このふろ往き目標温度になるように熱交換器20により浴槽水を加熱する追焚運転を制御する制御部36と、を備え、制御部36は、追焚運転の開始時に、貯湯タンク8内の湯の温度境界層の高さ、および、貯湯タンク8内の湯の上部温度の少なくともいずれか一方に応じて、ふろ往き目標温度を変更する。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
湯を貯留する貯湯タンクと、
浴槽内の浴槽水と前記貯湯タンクの上部から取り出した湯との熱交換を行い、前記浴槽水を加熱する熱交換器と、
前記熱交換器から前記貯湯タンクに戻る追焚戻り湯を前記貯湯タンクの上部に戻す上部戻し流路と、
前記追焚戻り湯を前記貯湯タンクの下部に戻す下部戻し流路と、
設定されたふろ設定温度に補正値を加えたふろ往き目標温度を設定し、このふろ往き目標温度になるように前記熱交換器により前記浴槽水を加熱する追焚運転を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記追焚運転の開始時に、前記貯湯タンク内の湯の温度境界層の高さ、および、前記貯湯タンク内の湯の上部温度の少なくともいずれか一方に応じて、前記ふろ往き目標温度を変更する、貯湯式給湯機。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記制御部は、前記温度境界層の高さが第１閾値よりも低い場合に、前記ふろ往き目標温度を高くし、前記温度境界層の高さが前記第１閾値よりも低くない場合に、前記ふろ往き目標温度を低くする、
請求項１に記載の貯湯式給湯機。
【請求項３】
前記制御部は、前記上部温度が第２閾値よりも高い場合に、前記ふろ往き目標温度を高くし、前記上部温度が前記第２閾値よりも高くない場合に、前記ふろ往き目標温度を低くする、
請求項１に記載の貯湯式給湯機。
【請求項４】
前記制御部は、前記追焚戻り湯を前記上部戻し流路に戻す、
請求項１又は２に記載の貯湯式給湯機。
【請求項５】
前記制御部は、前記温度境界層の高さが前記第１閾値よりも低い場合であっても、前記上部温度が第２閾値よりも高くない場合には、前記ふろ往き目標温度を低くする、
請求項２に記載の貯湯式給湯機。
【請求項６】
前記制御部は、前記温度境界層の高さが前記第１閾値よりも低くなく、前記上部温度が前記第２閾値より高くない場合に、前記追焚戻り湯を前記下部戻し流路に戻す、
請求項５に記載の貯湯式給湯機。
【請求項７】
前記制御部は、前記温度境界層の高さが前記第１閾値よりも低い場合、および、前記温度境界層の高さが前記第１閾値よりも低くなく前記上部温度が前記第２閾値より高くない場合に、前記追焚戻り湯を前記上部戻し流路に戻す、
請求項５に記載の貯湯式給湯機。
【請求項８】
前記貯湯タンク内の複数の高さの湯の温度を検知する複数の温度検知部を備え、
前記制御部は、隣り合う前記温度検知部の温度差が基準値以上となる高さを前記温度境界層の高さと判定する、
請求項１に記載の貯湯式給湯機。
【請求項９】
前記制御部は、前記上部温度が前記第２閾値よりも高い場合であっても、前記温度境界層の温度勾配が第３閾値よりも大きくない場合には、前記ふろ往き目標温度を低くする、
請求項３に記載の貯湯式給湯機。
【請求項１０】
前記制御部は、前記上部温度が前記第２閾値よりも高くなく、前記温度勾配が前記第３閾値より大きくない場合に、前記追焚戻り湯を前記下部戻し流路に戻す、
請求項９に記載の貯湯式給湯機。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、貯湯式給湯機に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
水を加熱するヒートポンプ（以下、「ＨＰ」として説明する）ユニットと、ＨＰユニットにより沸き上げられた湯を貯留する貯湯タンクと、浴槽から導かれる浴水を熱源水と熱交換させて加熱するふろ用熱交換器とを備え、浴槽水の温度を上昇させる追焚運転を行う貯湯式給湯機が広く用いられている。
【０００３】
特許文献１には、追焚き熱交換器から貯湯タンクに戻る追焚戻り湯を貯湯タンク上部に戻す上部戻し流路と、追焚戻り湯を貯湯タンクの下部に戻す下部戻し流路と、追焚戻り湯を貯湯タンクに戻す場合に上部戻し流路と下部戻し流路との何れを優先して用いるかを、貯湯タンク上部の追焚可能な熱量と、使用者により設定される条件との少なくとも一方に基づいて決定する追焚戻り湯制御手法が開示されている。追焚運転を実施する際に、ふろ用熱交換器から貯湯タンク上部に流入する追焚戻り湯によって、貯湯タンク内の温水が撹拌され、高温領域と低温領域との間の温度境界層が崩壊することによって、貯湯タンク上部の温度が低下し、追焚可能な蓄熱量が減少してしまうことがある。蓄熱量減少が懸念される場合には、貯湯タンク下部にふろ用熱交換器からの水を戻すことにより温度境界層の崩壊を抑制している。また、特許文献１では、浴槽温度がある所定の値を下回った場合に、追焚運転を開始し、浴槽からふろ用熱交換器に流入するふろ戻り水をふろ往き目標温度として定まった値まで昇温し、浴槽水が目標の温度となるまで追焚運転を続ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１３－７５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
追焚運転を実施する際に、ふろ往き目標温度は貯湯タンク内の温度分布を考慮せずに決定している。そのため、貯湯タンク内の高温領域と低温領域との間の温度境界層の位置によっては、追焚運転により貯湯タンク上部に流入する追焚戻り湯の撹拌によって、温度境界層が崩壊してしまうことで、蓄熱量が減少してしまう。特許文献１では、追焚戻り湯を貯湯タンク下部に戻すことにより、温度境界層の崩壊を抑制している。しかし、特許文献１には、ふろ往き目標温度を変更することは開示されていない。このため、追焚運転時に必要な熱交換量も変わらないことが多く、追焚戻り湯の流量も変化しない。これにより、追焚戻り湯の噴流による撹拌範囲は一定となる。このため、追焚戻り湯の温度が高い場合においても、貯湯タンクの上部が高温で蓄熱量が少ない場合に、貯湯タンク下部に高温の追焚戻り湯を戻すこととなり、追焚戻り湯が持つ熱量を有効に活用できないという問題がある。
【０００６】
本開示は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、貯湯タンクに戻る追焚戻り湯による貯湯タンク内の蓄熱量減少を抑制し、追焚戻り湯の熱量を有効に用いることができ、湯切れが起こりにくい貯湯式給湯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の貯湯式給湯機は、湯を貯留する貯湯タンクと、浴槽内の浴槽水と貯湯タンクの上部から取り出した湯との熱交換を行い、前記浴槽水を加熱する熱交換器と、熱交換器から貯湯タンクに戻る追焚戻り湯を前記貯湯タンクの上部に戻す上部戻し流路と、追焚戻り湯を前記貯湯タンクの下部に戻す下部戻し流路と、設定されたふろ設定温度に補正値を加えたふろ往き目標温度を設定し、このふろ往き目標温度になるように熱交換器により浴槽水を加熱する追焚運転を制御する制御部と、を備え、制御部は、追焚運転の開始時に、貯湯タンク内の湯の温度境界層の高さ、および、貯湯タンク内の湯の上部温度の少なくともいずれか一方に応じて、ふろ往き目標温度を変更する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、ふろ往き目標温度を適切に設定することにより、貯湯タンクに戻る追焚戻り湯による貯湯タンク内の蓄熱量減少を抑制し、追焚戻り湯の熱量を有効に用いることができ、湯切れが起こりにくい貯湯式給湯機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施の形態１の貯湯式給湯機の構成を示す図である。
実施の形態１の貯湯式給湯機の制御動作を説明するためのフローチャートである。
実施の形態１の貯湯式給湯機の追焚運転について説明する図である。
実施の形態２の貯湯式給湯機の制御動作を説明するためのフローチャートである。
実施の形態３の貯湯式給湯機の制御動作を説明するためのフローチャートである。
実施の形態３の貯湯式給湯機の追焚運転について説明する図である。
実施の形態４の貯湯式給湯機の制御動作を説明するためのフローチャートである。
実施の形態４の貯湯式給湯機の追焚運転について説明する図である。
実施の形態４の貯湯式給湯機の追焚運転について説明する図である。
実施の形態５の貯湯式給湯機の制御動作を説明するためのフローチャートである。
実施の形態５の貯湯式給湯機の追焚運転について説明する図である。
変形例の貯湯式給湯機について説明する図であり、温度境界層の高さと温度境界層の温度勾配とを求める方法について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の対象を実施するための形態について添付の図面を参照しながら説明する。各図において、同一または相当する部分には同一の符号を付して、重複する説明は適宜に簡略化または省略する。なお、本開示の対象は以下の実施の形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、実施の形態の任意の構成要素の変形、または実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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